唐鋼單一燃料鍋爐改用復(fù)合燃料鍋爐的研究與應(yīng)用

陳士軍

唐鋼單一燃料鍋爐改用復(fù)合燃料鍋爐的研究與應(yīng)用

陳士軍

（河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司動力部，河北唐山063000）

唐鋼為3200 m3高爐配套建設(shè)了高爐煤氣綜合利用項(xiàng)目，新增一臺發(fā)電機(jī)組，改變了燃料種類。為此對鍋爐進(jìn)行了技術(shù)改造，介紹了改造方案及實(shí)施效果。

鍋爐；煤氣；燃料

1 項(xiàng)目概況

1.1 主要內(nèi)容

唐鋼動力廠2007年為唐鋼配套3200 m3高爐而建設(shè)了高爐煤氣綜合利用項(xiàng)目，該項(xiàng)目原有2臺130 t/h主燃高爐煤氣的鍋爐，配套3臺25 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組為純凝機(jī)組。為適應(yīng)新的煤氣平衡需要，于2009年12月立項(xiàng)建立第3臺130 t/h鍋爐及25 MW純凝式發(fā)電機(jī)組，并對1#、2#鍋爐進(jìn)行下層燒嘴改造，重新分配3臺鍋爐的煤氣燃燒能力，新增發(fā)電工程項(xiàng)目是唐鋼節(jié)能減排、挖潛增效的又一重大工程。

1.2 研制過程

2009年12月，根據(jù)公司調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，公司自產(chǎn)煤氣也相應(yīng)重新進(jìn)行平衡，根據(jù)平衡結(jié)果，高爐煤氣富余量為4.6萬m3/h，焦?fàn)t煤氣富余量為3.33萬m3/h，用富余的4.6萬m3/h高氣及富余的0.8～1萬m3/h焦?fàn)t煤氣可滿足一臺130 t/h鍋爐的經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量，配套25 MW的發(fā)電機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)滿負(fù)荷發(fā)電。基于此基礎(chǔ)上制定新增的3#鍋爐要求實(shí)現(xiàn)純燒高氣時(shí)能實(shí)現(xiàn)鍋爐的滿負(fù)荷，消耗高爐煤氣11.6萬m3/h，實(shí)現(xiàn)鍋爐經(jīng)濟(jì)蒸發(fā)量110 t/h，當(dāng)無高爐煤氣時(shí)純燒焦?fàn)t煤氣，消耗焦?fàn)t煤氣1萬m3/h，折合高氣5.5萬m3/h，實(shí)現(xiàn)鍋爐最低蒸發(fā)量52 t/h，保證鍋爐可以不停爐，保證汽機(jī)不停機(jī)。

因1#、2#鍋爐為純燒高爐煤氣鍋爐，無燒焦?fàn)t煤氣的能力，當(dāng)高爐休風(fēng)時(shí)，兩臺鍋爐必須伴隨停爐，鍋爐的頻繁啟停影響鍋爐的安全性，伴隨著1#、2#汽輪機(jī)組的頻繁啟停也會大大縮短機(jī)組的壽命，根據(jù)煤氣平衡方案中焦?fàn)t煤氣的富余量，分配給3#爐1萬m3/h后，仍有2萬m3/h富余可以使用，基于此條件下制定將1#、2#鍋爐進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)當(dāng)無高爐煤氣時(shí)純燒焦?fàn)t煤氣，每臺鍋爐消耗焦?fàn)t煤氣1萬m3/h，折合高氣5.5萬m3/h，實(shí)現(xiàn)鍋爐最低蒸發(fā)量52 t/h，保證鍋爐可以不停爐，保證汽機(jī)不停機(jī)。

1.3 研究結(jié)果

新增3#鍋爐實(shí)現(xiàn)純燒高爐煤氣11萬m3/h，又可以實(shí)現(xiàn)純燒焦?fàn)t煤氣1萬m3/h；對1#、2#鍋爐下層燒嘴進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)純燒焦?fàn)t煤氣1萬m3/h，自工程實(shí)施投產(chǎn)，已經(jīng)運(yùn)行至今3臺鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，3臺鍋爐均可在高爐煤氣沒有的情況下，實(shí)現(xiàn)最低負(fù)荷不停爐，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。

2 總體思路

本次工程實(shí)現(xiàn)煤氣重新平衡后的富余煤氣全部消耗，同時(shí)增加鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，減少停爐次數(shù)，再對1#、2#爐改造的同時(shí)增加FSSS點(diǎn)火及熄火保護(hù)系統(tǒng)，本次工程項(xiàng)目既要實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又要實(shí)現(xiàn)最大的安全效益及環(huán)境效益。

3 方案制定

根據(jù)煤氣平衡計(jì)劃，分配給動力廠該項(xiàng)目區(qū)域的煤氣量為高爐煤氣18+4.6=22.6萬m3/h，焦?fàn)t煤氣量為1萬m3/h，折合高氣為5.5萬m3/h，此煤氣量能實(shí)現(xiàn)3臺鍋爐滿負(fù)荷。當(dāng)高爐休風(fēng)時(shí)，富余的3.33萬m3/h焦?fàn)t煤氣可全部用于3臺鍋爐維持最低負(fù)荷，每臺有能力消耗1萬m3/h的焦?fàn)t煤氣。

4 方案實(shí)施

（1）3#爐工程實(shí)施

鍋爐廠根據(jù)煤氣平衡要求對鍋爐本體進(jìn)行設(shè)計(jì)，主燒高爐煤氣，同時(shí)能燃燒1萬m3/h的焦?fàn)t煤氣，工程自2010年1月開始施工至2010年5月底吹掃打靶合格，6月1日正式投入運(yùn)行，運(yùn)行期間測試停燒高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣最大消耗能實(shí)現(xiàn)1.2萬m3/h，足以滿足鍋爐最低負(fù)荷。

（2）1#、2#燒嘴改造實(shí)施

根據(jù)改造摻燒焦?fàn)t煤氣需求，根據(jù)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇焦?fàn)t煤氣燒嘴為DN200，選型結(jié)果上報(bào)了設(shè)計(jì)院，并通過設(shè)計(jì)審核，由設(shè)計(jì)院出設(shè)計(jì)圖紙。2010年3月聯(lián)系燃燒器廠家定做DN200燃燒燒嘴，2010年6月3日至10日對1#、2#鍋爐燃燒器燒嘴進(jìn)行了更換改造，將1#、2#鍋爐最下層DN400高氣燒嘴更換為DN200焦氣燒嘴，改造后試運(yùn)行，運(yùn)行期間測試停燒高爐煤氣，焦?fàn)t煤氣最大消耗能實(shí)現(xiàn)1.2萬m3/h，足以滿足鍋爐最低負(fù)荷。

（3）增加1#、2#爐FSSS自動點(diǎn)火系統(tǒng)

根據(jù)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》DL612—1996要求和《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，燃?xì)忮仩t必須配備可靠的程序點(diǎn)火和熄火保護(hù)系統(tǒng)。基于排除人為干擾設(shè)計(jì)的多燃燒器鍋爐程序點(diǎn)火和自動保護(hù)系統(tǒng)，原有的1#、2#鍋爐無自動點(diǎn)火系統(tǒng)，已不能滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，F(xiàn)SSS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)火前對煤氣閥門進(jìn)行檢漏、運(yùn)行過程中對火焰進(jìn)行探測，火焰熄滅時(shí)能夠起到停爐保護(hù)，將所有煤氣閥門迅速關(guān)閉，從而保證鍋爐的安全性。經(jīng)過與相關(guān)廠家進(jìn)行溝通，基于改造1#、2#燒嘴的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了FSSS系統(tǒng)的安裝，增加鍋爐系統(tǒng)的安全性能。

5 實(shí)施效果

工程投入后唐鋼自發(fā)電量達(dá)到101326萬kW· h，自發(fā)電比例達(dá)48%，目前3臺機(jī)組運(yùn)行參數(shù)良好，既增加了發(fā)電又減少了排放，起到了節(jié)能減排效果。

Research and Application of Replacing Single Fuel Boiler with Composite Fuel Boiler at Tangshan Steel

CHEN Shijun
(Tangshan Power Supply Department of Hebei Iron and Steel Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei 063000,China)

Tangshan Steel constructed a BFG comprehensive recovery project for its 3200 m3blast furnace.A power generation unit using different kind of fuel was installed for the project;for this the boiler was technically transformed.The transformation program and its implementation results are introduced.

boiler;gas;fuel

X757

B

1006-6764(2015)01-0009-02

2014－11－05

陳士軍（1970－），男，2005年畢業(yè)于河北理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事技術(shù)、設(shè)備管理工作。